Alimentation offshore sur mesure pour paliers magnétiques

Contexte

Palier magnétique

La technologie des paliers magnétiques est une solution de rotation sans contact. L'arbre rotatif est maintenu par les forces électromagnétiques générées dans les directions radiale et axiale. Ces électroaimants nécessitent une alimentation continue et un système de contrôle qui maintient une charge stable.

Défis

Les installations de notre client sont situées sur des sites de production offshore isolés et difficiles d'accès. Il est donc nécessaire, voire essentiel, de disposer d'équipements fiables nécessitant le moins de maintenance possible.

La rotation à grande vitesse du palier magnétique rend le moteur très sensible aux pertes d'alimentation. En cas de coupure, il est nécessaire de réduire la vitesse du moteur afin de poser l'arbre sur un palier. Une interruption de l'alimentation peut provoquer une délévitation soudaine de l'arbre, le forçant à se poser sur les paliers et entraînant un échauffement par friction. Cela peut endommager le palier, voire pire, détruire complètement le moteur. Pour garantir la disponibilité maximale du moteur, il est essentiel de disposer d'une source d'énergie offrant au moins le même niveau de disponibilité.

Notre client recherchait une solution d'alimentation de secours pouvant être intégrée dans une armoire conçue pour contrôler l'équipement du palier magnétique lui-même. Il recherchait une alimentation offrant une fiabilité et une disponibilité élevées, avec un minimum de maintenance.

Solution Alpha Innovations

L'équipe R&D d'Alpha Innovations, en collaboration avec l'équipe R&D du client, a développé une armoire UPS compacte, modulaire et configurable pour sécuriser l'alimentation électrique et protéger l'équipement en cas de coupure de courant.

L'équipe d'Alpha Innovations a conçu une solution entièrement personnalisée selon les exigences de ce client. La solution consiste en une armoire compacte avec UPS et batteries internes. L'UPS délivre 300 Vdc avec un temps de secours de 5 à 10 minutes (selon la configuration). Cela donne le temps nécessaire (2 minutes) pour vérifier les lignes et (3 minutes) pour réduire la vitesse du rotor en cas de coupure de courant et, surtout, pour protéger l'équipement. La plupart des coupures durent moins de 2 minutes. Lorsqu'une coupure dure plus de 2 minutes, cela signifie généralement qu'elle peut durer plusieurs heures.

La solution Alpha est pilotée par un contrôleur qui communique en continu avec le contrôleur du palier. Séparer les deux contrôleurs permet d'améliorer les pratiques de maintenance et de réduire les risques de sécurité, les opérateurs pouvant intervenir dans une zone sans affecter l'autre.

Clés du succès

Fiabilité

La fiabilité de l'UPS est essentielle : la vitesse du rotor étant très élevée, en cas d'interruption du secteur, une procédure d'arrêt du rotor doit être lancée pour le ralentir avant un arrêt complet. Un arrêt immédiat à pleine vitesse pourrait détruire le palier, voire le moteur lui-même.

Collaboration

L'intense collaboration entre l'équipe R&D d'Alpha Innovations et l'équipe R&D de notre client OEM a été le facteur clé du succès de ce projet. Les deux équipes ont relevé le défi de concevoir l'interaction électrique, à la fois pour le matériel et le firmware.

Sur mesure

L'expertise d'Alpha Innovations dans la personnalisation des solutions d'alimentation et de surveillance nous a permis de fournir un produit configurable, parfaitement adapté à l'application. Pour accroître encore la disponibilité, nous développons désormais un système d'analyse de charge et de maintenance prédictive.

Résultats

Protection complète

Prévention des défaillances majeures : un délai de 5 à 10 minutes permet un arrêt sûr du rotor sans friction destructrice.

Maintenance et sécurité

Interventions isolées : la séparation des contrôleurs UPS et des paliers permet des opérations de maintenance sûres sans arrêt complet.

Optimisation des coûts

Réduction significative des coûts d'exploitation (OPEX) : un système compact et ultra-fiable minimisant les interventions logistiques offshore coûteuses.

Innovation continue

Disponibilité maximale : développement de systèmes de surveillance prédictive pour anticiper les pannes avant l'arrêt de la machine.

FAQ

Oui. En plus de notre expertise en personnalisation, nous développons actuellement des systèmes d'analyse de charge et de maintenance prédictive afin d'accroître encore le taux de disponibilité de vos moteurs.

COMPAS est une passerelle IoT industrielle ouverte et indépendante du protocole, développée par Alpha Innovations. Elle connecte capteurs et équipements via des protocoles standards (Modbus, MQTT, RS485, CAN, Ethernet) afin de collecter, surveiller et contrôler les données énergétiques en temps réel, sur site comme à distance.

Inview MESH est une plateforme de surveillance et de gestion basée sur le cloud qui centralise les données provenant de plusieurs COMPAS déployés sur différents sites. Elle offre des tableaux de bord unifiés, des alertes et des rapports pour la gestion énergétique multi-sites.

Nos armoires UPS délivrent une sortie de 300 Vdc avec une autonomie de secours allant de 5 à 10 minutes, selon la configuration. Ce délai est crucial : il permet aux opérateurs de vérifier les lignes (2 minutes) et de ralentir le rotor en toute sécurité (3 minutes) en cas de coupure prolongée.